Ringkasan Bahan Mekanika

Ringkasan Materi Mekanika

Membuka dokumen usang mengenai mata pelajaran fisika, ternyata menemukan ringkasan materi fisika, khususnya untuk siswa SMP. Ringkasan fisika yang saya perkirakan dibentuk pada tahun 2003 atau 2004 dikala masih terbatasnya buku-buku fisika.

Tapi memang ringkasan fisika ini belum diedit atau diupdate sepenuhnya. Rencananya ringkasan ini akan kami buat menjadi e-book yang bisa digunakan secara gratis. Ya memang, keterbatasan waktu dan tenaga. Karena di samping harus memenuhi kewajiban mencari sesuao nasi, juga harus meluangkan diri untuk terus menciptakan postingan di blog.

Ringkasan fisika  yang akan dibuat, terbagi menjadi 6 bagian, yaitu :

• Mekanika
• Kalor
• Getaran, Gelombang, dan Bunyi
• Cahaya
• Listrik Magnet
• Tata Surya dan Bumi

Kita awali dari belahan yang pertama, yaitu mekanika. Untuk mendasari berguru fisika, maka akan diawali dengan materi besaran dan satuan terlebih dulu.
Besaran dan Satuan
1. Besaran pokok ialah besaran yang satuannya didefinisikan sendiri.
Terdiri dari : Panjang (m), massa (kg), waktu (s), suhu (K), arus listrik (A), intensitas cahaya (Cd) dan jumlah zat (mol).
2. Besaran turunan ialah besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
Contoh : kecepatan (m/s), percepatan (m/s²), gaya (kg.m/s² atau Newton), perjuangan (kg m²/s² atau Joule) dan sebagainya.
3. Besaran skalar ialah besaran yang mempunyai besar atau nilai saja.
Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, kelajuan dan sebagainya.
4. Besaran vektor ialah besaran yang mempunyai besar dan arah.
Contoh : perpindahan, gaya, kecepatan, percepatan dan sebagainya.

Zat dan Wujudnya

1. Massa jenis adalah  massa benda tiap satu satuan volume.

ρ = massa jenis (kg/m³)
m = massa benda (kg)
v = volume benda (m³)
2. Zat ialah sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Zat terdiri dari zat cair, padat dan gas
3. Perubahan wujud zat
Memerlukan kalor :

Diagram perubahan wujud

1. mencair
2. menguap
3. menyublim
Melepaskan kalor
4. membeku
5. mengembun
6. mengkristal/deposisi





4. Kohesi ialah gaya tarik-menarik antara partikel-partikel (molekul) yang sejenis.
5. Adhesi ialah gaya tarik-menarik antara partikel-partikel (molekul) yang tidak sejenis.
6. Kapilaritas ialah insiden naiknya zat cair melalui celah-celah kecil.

Gerak

1. Sebuah benda dikatakan bergerak bila kedudukan benda tersebut berubah terhadap benda lain yang menjadi acuan.
2. Gerak bersifat relatif artinya suatu benda yang bergerak terhadap benda tertentu belum tentu bergerak terhadap benda lain.
Contoh : Bus dikatakan bergerak terhadap seorang yang bangkit di pinggir jalan, tetapi dikatakan tidak bergerak (diam) berdasarkan penumpangnya.
3. Suatu benda dikatakan melaksanakan gerak semu bila benda tersebut nampak seakan-akan bergerak padahal benda tersebut diam.
Contoh : Pohon-pohon dipinggir jalan nampak bergerak menjauhi seorang penumpang bus, matahari bergerak dari timur ke barat, bulan selalu mengikuti kita kemanapun kita bergerak.
4. Jarak ialah panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda. Perpindahan ialah perubahan kedudukan yang diukur dari titik awal hingga titik tamat yang dicapai benda.
5. Kelajuan berbeda dengan kecepatan. Kelajuan merupakan besaran skalar sedang kecepatan merupakan besaran vektor. Kelajuan didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh benda tiap waktu, sedangkan kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan yang ditempuh tiap waktu.
6. Kecepatan sesaat :

v = kecepatan (m/s)
s = perpindahan (m)
t = selang waktu (s)
7. Kecepatan rata-rata ialah hasil bagi antara jarak total yang ditempuh benda dengan selang waktu total untuk menempuh perpindahan tersebut.

8. Gerak lurus ialah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus.
a. Gerak lurus beraturan (GLB) ialah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatan tetap.

Grafik s - t pada GLB Grafik v - t pada GLB

b. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ialah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatan yang berubah secara teratur (percepatan tetap).

	Grafik s-t pada GLBB Grafik v-t pada GLBB

Gerak lurus berubah beraturan ada 2 macam, yaitu :

• GLBB dipercepat, contoh : gerak benda jatuh bebas, gerak benda menuruni bidang miring
• GLBB diperlambat,contoh : gerak benda vertikal ke atas, gerak benda horizontal dalam permukaan bernafsu (tanah, pasir)

Rumus GLBB :

atau V_t = V₀ + a.t
a = percepatan (m/s²)
V_t = kecepatan tamat (m/s)
V₀ = kecepatan mula-mula (m/s)

Gaya

1. Gaya merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang mempunyai besar dan arah.
2. Pengaruh gaya :
a. menciptakan benda bergerak
b. mempercepat atau memperlambat gerak benda
c. mengubah arah gerak benda
d. mengubah bentuk benda
3. Gaya terdiri dari :
a. Gaya sentuh yaitu gaya yang bekerja pada benda tanggapan sentuhan kedua permukaan benda. Contohnya : gaya otot, gaya mesin, gaya pegas dan gaya gesek.
b. Gaya tak sentuh ialah gaya yang bekerja pada benda bukan atau tidak ada sentuhan pada bendanya Contohnya : gaya magnet, gaya listrik dan gaya gravitasi.
4. Resultan Gaya : sebuah gaya yang menggantikan dua atau lebih gaya.
a. Searah

Gaya-gaya searah

b. Berlawanan arah

Gaya-gaya berlawanan arah

5. Hukum I Newton : Hukum Kelembamam
Σ F = 0
Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda dalam keadaan membisu atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap
Contoh : Pada dikala supir bus mendadak mengerem, maka para penumpang terdorong ke depan.
6. Hukum II Newton : Tentang gaya dan percepatan
Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda.

atau Σ F = m a
F = gaya (N)
m = massa (kg)
a = percepatan (m/s²)
7. Hukum III Newton : Hukum Aksi-Reaksi
Gaya aksi-reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda, segaris, berlawanan arah dengan besar yang sama.
F _aksi = - F _reaksi
Contoh : Ketika kita memukul tembok, jari yang menyentuh tembok terasa sakit.
8. Gaya ukiran ialah gaya yang ditimbulkan oleh dua buah benda yang bergesekan dan arahnya berlawanan dengan arah gerak benda.
Besarnya gaya ukiran tergantung pada kekasaran permukaan sentuh.

Gaya gesekan

9. Berat benda ialah gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tersebut.
W = m g; W = berat (N)
m = massa (kg)
10. Berat jenis

S = berat jenis (N/m³)
W = berat benda (N)
ρ = massa jenis benda (kg/m³)
11. Keseimbangan pada papan

Keseimbangan pada papan

l₁F₁ = l₂F₂

Usaha dan Energi

1. Energi ialah kemampuan untuk melaksanakan usaha.
1 kal = 4,2 J
1 joule = 0,24 kal
2. Bentuk-bentuk energi
a. Energi mekanik, terdiri dari energi kinetik dan energi potensial.
b. Energi panas (kalor) , timbul dari energi kinetik partikel-partikel penyusun benda.
c. Energi kimia ialah energi yang terkandung dalam materi bakar.
d. Energi listrik, terdapat dalam arus listrik
e. Energi bunyi, dihasilkan dari semua benda yang bergetar
3. Energi kekekalan energi :” energi tidak sanggup diciptakan dan tidak sanggup dimusnahkan “
4. Energi mekanik
a. Energi potensial : energi yang dimiliki benda lantaran kedudukannya.
E_p = m g h
E_p = energi potensial (J)
h = ketinggian (m)
b. Energi kinetik : energi yang dimiliki benda lantaran geraknya
E_k = ½ mv²
E_k = energi kinetik (J)
v = kecepatan (m/s)
Energi mekanik : E_m = E_p + E_k
Suatu benda yang dilempar ke atas:
dikala naik, kecepatan berkurang dan h bertambah (EK berkurang dan EP bertambah)
dikala turun kecepatan bertambah dan h berkurang (EK bertambah dan EP berkurang)
5. Usaha ialah hasil kali gaya terhadap perpindahan :
W = F s; W = Usaha (J); F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
6. Daya :

P = daya (Watt)
W = Usaha (Joule)
s = perpindahan (m)
v = kecepatan (m/s)
t = waktu (s)
Satuan daya :
1 joule/sekon = 1 watt (W)
1 Horse Power (Hp) = 746 W
7. Pesawat sederhana : digunakan untuk memudahkan melaksanakan usaha
a. Tuas

Tuas

Beban x lengan beban = kuasa kali lengan kuasa
W lb = F lk
Keuntingan mekanis :

b. Katrol
- Katrol tetap
F = W, Lk = Lb
KM = 1
- Katrol bergerak
F = ½ W; Lk = 2Lb
KM = 2

Katrol

c. Bidang miring
Keuntungan Mekanis :

Zat cair

1. Tekanan ialah besarnya gaya yang bekerja dibagi luas permukaan bidang.

P = tekanan (N/m²)
F = gaya (N)
A = luas bidang tekan (m²)
2. Tekanan hisdrostatis ialah tekanan yang diakibatkan oleh zat cair yang membisu dalam suatu kedalaman tertentu
P_h = ρ g h = S h
P_h = tekanan hidrostatis (N/m²)
ρ = massa jenis zat (kg/m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
S = berat jenis (N/m³)
h = kedalaman (m)
Besarnya tekanan hidrostatik dapt diketahui dengan alat Hartl.
3. Hukum Pascal : “ tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruangan tertutup diteruskan ke segala arah dan sama besar “

Penerapan Hukum Pascal

F₁,₂ = gaya pada penampang kecil, besar
A₁,₂ = luas penampang kecil, besar
Alat – alat yang memakai aturan Pascal :
a. Dongkrak hidrolik
b. Rem hidrolik
c. Alat pengangangkat mobil
d. Kempa hidrolik
4. Permukaan zat cair dalam baskom berhubungan
Berlaku aturan utama hidrostatika : “tekanan yang dilakukan oleh zat cair yang sejenis pada kedalaman yang sama ialah sama besar “

Bejana berhubungan

P₁ = P_2,
atau
ρ₁h₁ = ρ₂h₂
ρ_1,2 = massa jenis zat cair 1,2
h_1,2 = ketinggian zat cair 1,2
Hukum baskom bekerjasama tidak berlaku bila :
a. baskom diisi zat cair yang berbeda
b. tekanan kedua baskom tidak sama (misalnya salah satu bejan ditutup dikala diisi)
c. ada pipa kapilernya
Penerapan : cerek/teko, menara air, water pas
5. Hukum Archimedes : “ suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut “
F_A = ρ_a V_a g = v_a S
ρ_a = massa jenis zat cair (kg/m³)
V_a = volume benda yang tercelup dalam zat cair
Berat di air = Berat di udara – gaya keatas
W_A = W_U – F_A

Terapung, karam dan melayang
a. terapung : ρ_benda < ρ_{zat cair}
b. melayang : ρ_benda = ρ_{zat cair}
c. karam : ρ_benda > ρ_{zat cair}
Penerapan : jembatan ponton, kapal selam, hidrometer, kapal laut, galangan kapal, dan balon udara
6. Torricelli menyimpulkan bahwa tekanan udara yang disebabkan oleh lapisan atmosfer bumi di permukaan bahari ialah 76 cm Hg yang disebut satu atmosfer.
1 atm = 76 cm Hg
Setiap kenaikan 100 m, tekanan udara turun 1 cm Hg = 10 mm Hg.
Ketinggian = (76 cm Hg – Bar) x 100 m

7. Manometer ialah alat yang digunakan untuk mengukur tekanan udara di dalam ruang tertutup.
a. Manometer zat cair
Jika zat cair yang digunakan ialah raksa berlaku :
P _gas = (tek. atmosfer ± h) cm Hg
Jika raksa diganti air, berlaku :

b. Manometer logam/Bourdon : mengukur tekanan gas dalam ruang tertutup yang bertekanan tinggi.
8. Hukum Boyle : “ hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup ialah tetap”
PV = C atau P₁V₁ = P₂V₂
Untuk adonan :

P_1,2 = tekanan pada keadaan 1, 2
V_{I, 2} = volume pada keadaan 1 dan 2
Demikianlah, ringkasan materi fisika untuk belahan pertama, yaitu mekanika. Masih banyak kekurangan tentunya.
Sumber https://arsyadriyadi.blogspot.com/